3.4 搭建原子结构模型--2024-2025学年九年级化学北京版上册

配套中学北京版（2024） 搭建原子结构模型 一、教材分析 地位和作用：本章节内容在初中化学中起着承上启下的关键作用。它是在学生已经学习了分子、原子等基本概念以及水的组成等知识的基础上，进一步深入探究原子的内部结构，为后续学习元素、化合价、化学方程式等内容提供了重要的理论支撑，有助于学生从微观角度理解物质的性质和变化规律，构建完整的化学知识体系。 内容结构：教材首先通过对原子结构发现史的介绍，展现了科学家们不断探索的过程，激发学生的学习兴趣和科学探究精神。接着详细阐述了原子的构成，包括质子、中子和电子的性质及数量关系，以及原子不显电性的原因等。在此基础上，引导学生通过搭建原子结构模型的活动，亲身体验和理解原子的结构，培养学生的空间想象能力和动手实践能力。 二、教学目标 化学观念： 帮助学生树立 “世界是物质的，物质是由微粒构成的，微粒是不断运动和相互作用的” 等基本化学观念，理解原子是构成物质的一种基本微粒，且具有特定的内部结构和性质。 让学生认识到化学变化的实质是原子的重新组合，而原子本身在化学变化中保持不变，进一步深化对化学变化本质的理解。 科学思维： 通过对原子结构发现史的学习，培养学生的逻辑思维能力和科学探究精神，使学生能够理解科学家们是如何通过实验和推理逐步揭示原子结构的奥秘的。 在搭建原子结构模型的活动中，锻炼学生的空间想象能力、抽象思维能力和模型认知能力，让学生学会运用模型来解释和预测化学现象。 科学探究与实践： 组织学生进行搭建原子结构模型的实践活动，让学生在动手操作中体验科学探究的过程，学会观察、记录、分析和总结实验结果，提高学生的科学探究能力。 鼓励学生在活动中提出问题、作出假设、设计方案并进行验证，培养学生的创新意识和实践能力。 科学态度与责任： 使学生了解科学家们在原子结构研究过程中所付出的努力和做出的巨大贡献，激发学生的学习兴趣和科学探索热情，培养学生的科学精神和科学态度。 引导学生关注化学与社会、环境的关系，认识到原子结构理论在生产、生活中的广泛应用，培养学生的社会责任感和环保意识。 三、教学重难点 教学重点： 原子的构成：让学生理解原子是由质子、中子和电子构成的，以及三种粒子的性质、数量关系和在原子中的作用，这是学习原子结构模型的基础。 原子不显电性的原因：使学生明白原子中质子数与电子数相等，且质子所带正电荷与电子所带负电荷电量相等、电性相反，从而导致原子整体不显电性，这是理解原子结构和化学变化中电荷守恒的关键。 原子结构模型的构建：引导学生通过搭建模型的方式，直观地感受原子的内部结构和各粒子的相对位置关系，培养学生的空间想象能力和模型认知能力。 教学难点： 对微观粒子的理解和想象：原子及其内部的质子、中子和电子等微观粒子非常微小，学生难以直接观察到，需要学生具备较强的抽象思维和空间想象能力，才能理解它们的性质、运动状态和相互关系。 相对原子质量概念的理解：相对原子质量是一个相对抽象的概念，它涉及到原子实际质量与碳 - 12 原子质量的比较和计算，学生在理解其含义、计算方法和应用时可能会遇到困难。 原子结构模型的深化和应用：学生在搭建模型的过程中，可能只是表面地完成了模型的组装，而对于如何通过模型进一步理解原子的化学性质、化合价形成等深层次的问题存在理解上的困难，需要教师引导学生进行深入思考和应用。 四、教学过程 导入： 教师：同学们，在前面的学习中，我们已经知道了物质是由分子、原子等微观粒子构成的，那原子还能不能再分呢？大家可以先大胆猜测一下。 学生：有的说能，有的说不能，议论纷纷。 教师：好，那让我们一起来看看科学家们是怎么探索原子结构的。 原子结构发现史讲解： 教师：1808 年，道尔顿提出了原子论，他认为原子是一种极其微小、不可分割的实心球。但是到了 1897 年，汤姆生发现了原子中存在带负电的电子，这就打破了道尔顿的原子不可再分的观点，于是汤姆生提出了 “葡萄干布丁” 模型，他认为原子就像一个带正电的布丁，电子像葡萄干一样镶嵌在其中。然而，1911 年，卢瑟福进行了著名的 α 粒子散射实验，这个实验出现了很有趣的现象，大部分 α 粒子沿着原来的行进方向，没有发生偏转；少部分 α 粒子的运动方向有所改变；甚至有极少数的 α 粒子有很大的偏转，甚至是 180 度。同学们，你们觉得这说明了什么呢？ 学生：陷入思考，有学生回答说原子内部可能有一个带正电的核，而且这个核很小但质量很大。 教师：非常棒，卢瑟福也是这么想的，于是他提出了核式结构模型，认为原子的中心有一个带正电的原子核，电子在核外很大的空间内作无规则的高速运动。 原子构成讲解： 教师：那原子到底是由什么构成的呢？其实啊，原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的。原子核又是由质子和中子构成的，质子带正电，中子不带电，而电子带负电。大家来看这个表格。 教师展示原子种类、质子数、中子数、核外电子数的表格，如氢、碳、氧、钠、氯、铁等原子的数据。 教师：同学们，从这个表格中你们能发现什么规律呀？ 学生：经过观察和讨论，有学生回答说质子数等于核外电子数；质子数不一定等于中子数；不是所有原子都有中子；不同原子里的质子数不等。 教师：非常好，总结得很到位。那为什么原子整体不显电性呢？ 学生：因为质子数所带的正电荷与电子所带的负电荷电量相等、电性相反。 搭建原子结构模型活动： 教师：现在我们来分组进行搭建原子结构模型的活动，我给每个小组都发了一些材料，如橡皮泥、彩色小球、小木棒等，大家可以用这些材料来搭建氢原子、氧原子、碳原子等的模型，在搭建的过程中，要注意各粒子的数量和位置关系哦。 学生分组进行活动，积极动手搭建模型，有的小组在讨论如何更好地体现原子核和电子的位置关系，有的小组在争论氢原子没有中子该怎么表示。 教师巡视各小组，适时给予指导和帮助，如提醒学生注意质子和中子在原子核内的紧密结合，电子的分布特点等。 模型展示与讲解： 教师：好，时间到，哪个小组先来展示一下你们搭建的原子结构模型呀？ 第一小组代表：我们搭建的是氧原子模型，我们用大的红色橡皮泥球表示原子核，里面放了 8 个黄色小球表示质子，8 个白色小球表示中子，然后用 8 个蓝色小球表示核外电子，让它们在原子核周围分布。 教师：很好，那你们能说说为什么要这样搭建吗？ 第一小组代表：因为氧原子的质子数是 8，中子数是 8，核外电子数也是 8，我们就根据这个数量来搭建的，而且我们觉得电子应该在原子核周围随机分布。 教师：不错，有自己的思考。其他小组呢？有没有不同的想法或搭建方法？ 第二小组代表：我们搭建的是氢原子模型，我们用一个小的绿色橡皮泥球表示原子核，里面放了 1 个黄色小球表示质子，因为氢原子没有中子，然后用 1 个白色小球表示核外电子，我们让电子在离原子核比较远的地方运动，因为我们觉得电子的运动空间很大。 教师：非常好，第二小组考虑到了氢原子的特殊情况，而且还注意到了电子的运动空间，很棒。还有其他小组要展示吗？ 课堂总结： 教师：今天我们一起学习了原子的结构，了解了原子结构的发现史，还亲手搭建了原子结构模型。通过这些活动，我们知道了原子是由质子、中子和电子构成的，以及它们之间的数量关系和位置关系，也明白了原子不显电性的原因。大家在活动中都表现得很积极、很出色，希望大家课后可以继续思考原子结构的相关问题，比如原子的结构与物质的性质有什么关系等。 五、板书设计 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$